gps原理及应用与简介

gps原理及应用与简介（共11篇）

篇1：gps原理及应用与简介

GPS测量原理及应用简介

主要介绍了GPS技术的基本构成,GPS的基本原理和GPS技术应用的优点,并简单分析了GPS技术的应用前景.

作 者：吴朝阳 许志华 作者单位：中国矿业大学环境与测绘学院,江苏・徐州,221008刊 名：科教文汇英文刊名：EDUCATION SCIENCE & CULTURE MAGAZINE年，卷(期)：“”(16)分类号：P228.4关键词：GPS定位 GPS原理 GPS特点 应用前景

篇2：gps原理及应用与简介

1、gps定位技术相对于其他定位技术的特点：（1）观测站之间无需通视（2）定位精度高（3）观测时间短（4）提供三维坐标（5）操作简便（6）全天候作业

2、简述gps定位系统的构成，并说明各部分的作用：由三部分组成:空间部分—GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座，其中21颗是工作卫星，3颗是备份卫星);地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS 信号接收机。GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗),轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。

3、Wgs-84坐标是如何构建的：一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH（国际时间）1984.O定义的协议地球极（CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。

GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的

4、水准面：静止的水面称为水准面，水准面是受地球表面重力场影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，因此是一个重力场的等位面。设想一个静止的海水面扩展到陆地部分。这样，地球的表面就形成了一个较地球自然表面规则而光滑的曲面，这个曲面被称为水准面。

大地水准面：一个与静止的平均海水面重合并延伸到大陆内部的包围整个地球的封闭的重力位水准面。

高程：的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高程。简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定水准基面的距离，称假定高程。原子时：原子时：ATI（inernational atomic time），以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统[1]。原子时的初始历元规定为 1958年1月1日世界时0时，秒长定义为铯-133 原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间。这是一种均匀的时间计量系统。由于世界时存在不均匀性和历书时的测定精度低，1967年起，原子时已取代历书时作为基本时间计量系统。

Gps时：GPS时钟也是基于最新型GPS高精度定位授时模块开发的基础型授时应用产品。能够按照用户需求输出符合规约的时间信息格式，从而完成同步授时服务。其主要原理是通过GPS或其他卫星导航系统的信号驯服晶振，从而实现高精度的频率和时间信号输出，是目前达到纳秒级授时精度和稳定度在1E12量级频率输出的最有效方式。

5、参心坐标系和地心坐标系的区别：

参心坐标系

reference-ellipsoid-centric coordinate system

是以参考椭球的几何中心为原点的大地坐标系。通常分为：参心空间直角坐标系（以x，y，z为其坐标元素）和参心大地坐标系（以B，L，H为其坐标元素）。[1]

参心坐标系是在参考椭球内建立的O-XYZ坐标系。原点O为参考椭球的几何中心，X轴与赤道面和首子午面的交线重合，向东为正。Z轴与旋转椭球的短轴重合，向北为正。Y轴与XZ平面垂直构成右手系。

“参心”意指参考椭球的中心。在测量中，为了处理观测成果和传算地面控制网的坐标，通常须选取一参考椭球面作为基本参考面，选一参考点作为大地测量的起算点（大地原点），利用大地原点的天文观测量来确定参考椭球在地球内部的位置和方向。参心大地坐标的应用十分广泛，它是经典大地测量的一种通用坐标系。根据地图投影理论，参心大地坐标系可以通过高斯投影计算转化为平面直角坐标系，为地形测量和工程测量提供控制基础。由于不同时期采用的地球椭球不同或其定位与定向不同，在我国历史上出现的参心大地坐标系主要有BJZ54（原）、GDZ80和BJZ54等三种。

地心坐标系

geocentric coordinate system

以地球质心为原点建立的空间直角坐标系，或以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系。

以地球质心(总椭球的几何中心)为原点的大地坐标系。通常分为地心空间直角坐标系(以x，y，z为其坐标元素)和地心大地坐标系(以B，L，H为其坐标元素)。

地心坐标系是在大地体内建立的O-XYZ坐标系。原点O设在大地体的质量中心，用相互垂直的X，Y，Z三个轴来表示，X轴与首子午面与赤道面的交线重合，向东为正。Z轴与地球旋转轴重合，向北为正。Y轴与XZ平面垂直构成右手系。

6、广播星历 ：卫星发播的预报一定时间内卫星轨道信息的电文信息。

精密星历：供卫星精密定位所使用的卫星轨道信息。

区别是，前者是预报星历，后者是后处理星历

7、载波相位测量的原理：载波信号量测精度优于波长的1/100，载波波长（L1=19cm, L2=24cm）比C/A码波长(C/A=293m)短得多，所以GPS测量采用载波相位观测值可以获得比伪距（C/A码或P码）定位高得多的成果精度。

伪距测量的原理：GPS接收机对测距码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对C/A码测得的伪距称为C/A码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。

8、绝对定位又称为单点定位，这是一种采用一台接收机进行定位的模式，它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。相对定位又称为差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机，同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。

接收设备安置在运动的载体上的定位成为动态定位

9、Gps定位原理：GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。

10、Gps误差来源有哪些：（1）与GPS卫星有关的因素（2）与传播路径有关的因素（3）接收机有关的因素（4）GPS控制部分人为或计算机造成的影响，数据处理软件的影响，固体潮、极潮和海水负荷的影响，相对论效应。

11、Gps控制网布点原则：（1）周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15度；（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不小于50m；（3）附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）；（4）交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测；（5）地面基础稳定，易于点的保存；（6）AA、A、B级GPS点，应选在能长期保存的地点；（7）充分利用符合要求的旧有控制点；（8）选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形，地貌，植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。

12、基线：三角测量中推算三角锁、网起算边长所依据的基本长度边。

观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，简称时段。

同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称同步环。独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。

异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。独立基线：对于N台GPS接收机的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N-1。

非独立基线：除独立基线外的其它基线叫非独立基线，总基线数与独立基线之差即为非独立基线数。

13、同步网之间的连接方式有哪些？

对于由N台GPS接收机构成的同步图形中一个时断包含的GPS基线数为：

但其中仅有N-1条是独立的GPS边，其余为非独立边。当接收机数N=2～5时所构成的同步图形

当同步观测的GPS接收机数N≥3时，同步闭合环的最少数应为：

14、Gps网形设计原则：（1）GPS网中不应存在自由基线。所谓自由基线是指不构成闭合图形的基线，由于自由基线不具备发现粗差的能力，因而必须避免出现，也就是GPS网一般应通过独立基线构成闭合图形。（2）GPS网中的闭合条件中基线数不可过多。网中各点最好有三条或更多基线分支，以保证检核条件，提高网的可靠性，使网中的精度、可靠性较均匀。（3）GPS网应以“每个点至少独立设站观测两次”的原则布网。这样不同接收 机数测量构成的网之精度和可靠性指标比较接近。（4）为了实现GPS网与地面网之间的坐标转换GPS网至少应与地面网有2个重合点。

15、数据预处理的目的：对原始数据进行编辑、加工、整理、分流并产生各种专用信息文件，为进一步平差计算做准备。

Gps测量定位技术设计及技术总结包括那些内容？

在gps测量工作完成后，应按要求编写技术总结报告，其具体内容包括外业和内业两大部分。外业技术总结内容

测区范围与位置，自然地理条件，气候特点，交通及电信、电源等情况

任务来源，测区已有测量情况，项目名称，施测目的和基本精度要求；

施测单位，施测起讫时间，技术依据，作业人员情况； 接收设备作业仪器类型与数量、精度、检验情况； 点位观测质量评价，埋石与重合点情况； 观测方法要点与补测、重测情况； 外业观测数据质量分析与野外数据检验情况 内业技术总结内容：

数据处理方案、所采用的软件、所采用的星历、起算数据、坐标系统，以及无约束、约束平差情况。误差检验及相关参数与平差结果的精度估计等。

上交成果中尚存在的问题和需要说明的其他问题、建议或改进意见 综合附表与附图

16、GPS数据预处理的目的是：①对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；②统一数据文件格式并将各类数据文件加工成标准化文件（如GPS卫星轨道方程的标准化，卫星时钟钟差标准化，观测值文件标准化等）；③找出整周跳变点并修复观测值(整周跳变的修复见5.3.3)；④对观测值进行各种模型改正。

17、Gps基线向量网平差有哪些类型：三维无约束平差法，二维约束平差，三维联合平差，二维联合平差

18、Gps信号接收机分类：按工作原理分为，码相关型接收机，平方型接收机，混合型接收机。按接收机用途分为：导航型接收机，测量型接收机，授时型接收机。按接收机接收的载波频率分为，单频接收机，双频接收机。按接收机的通道数分为，多通道接收机，序贯通道接收机，多路复用通道接收机

篇3：GPS精密单点定位原理及应用

一、精密单点定位的原理及数学模型

精密单点定位技术(Precise Point Positioning,PPP)最早由美国喷气推进实验室(JPL)的Zum berge年提出，当时这一非差定位技术采用JPL自行研发的GIPSY软件可达到亚米级精度。随着精密星历和钟差成果精度的提高以及对流层延迟和电离层延迟改正模型的完善，单点定位的精度也有了显著提高。其观测方程如下:

其中PIF、IF为伪距和载波相位观测值;ρ为几何距离;d T为卫星钟差;dtrop为对流层延迟误差;f1、f2为载波频率;N1、N2为整周模糊度;dino,i为电离层延迟误差;有εPIF、εIF为观测噪声。

除了常规的探测和修复周跳外，要实现分米级甚至厘米级的精密单点定位，高精度的卫星星历和钟差成果以及完善的大气延迟改正模型都是不可或缺的。

二、精密星历和钟差改正

近来年随着各国对卫星导航定位研究的投入以及卫星轨道计算数学模型的逐步完善，国际GPS服务组织IGS将遍布全球的GPS跟踪站的卫星观测数据综合并分析，向全球免费提供不同精度、间隔的精密星历和钟差成果。精密星历和钟差成果精度都有了显著的提高，具体见表1。

其中快速星历及钟差成果和最终星历及钟差成果是精密单点定位数据处理中最常使用的两种成果，其精度达到了厘米级和亚纳秒级，有效地消除了因为轨道误差和卫星钟差对精密单点定位的影响。

三、对流层延迟改正

利用双频观测值组合法可以较好得消除电离层延迟产生的误差，而对于对流层延迟误差只能依靠对流层改正模型和参数估计法来消除。目前国际上常用的改正模型分为:Saastamoinen、Hopfield以及Black改正模型，其中Saastamoinen被公认效果最好的模型，由于篇幅限制，在此就不做详细介绍。对流程延迟改正分为干延迟改正和湿延迟改正，包括了天顶延迟改正模型和映射函数两部分，如下:

dtrop为对流层延迟，dz,dry为天顶方向干分量延迟，Mdry(E)为相应的干分量投影函数，dz,wet为天顶方向湿分量延迟，Mwet(E)为相应的湿分量投影函数。

而在参数估计法中，利用模型改正后，湿延迟改正部分的残余影响还比较大。精密单点定位解算时，通常利用参数估计的方法将对流层湿分量的残余影响当作一个参数进行估计。两种改正方法能够达到的精度相当，但是在收敛速度上有所差异。

四、工程实例

本文采用的实例位于北方植被稀少地势平缓地区，收集2009年某工程GPS静态定位数据5个，观测时间都在3个小时以上，采用GAMIT软件进行精密单点定位解算。其中SS26号单点定位收敛情况见图1。

由图1可见，定位结果在1小时左右收敛，并且收敛后N、E、H分量的误差都在2分米以内。将5个GPS静态定位数据进行静态差分定位解算，并将单点定位成果通过七参数转换到地方网格坐标，将两者进行较差，结果见表2。

由表2可见，各个点位的静态差分成果和单点定位成果的差值大多数都在2分米以内。但是SS28号点除外，X方向较差达到4分米。

五、结语

根据实例计算结果以及GPS数据观测的情况得出以下结论:

第一，精密单点定位成果的收敛情况决定精密单点定位无法替代快速静态定位，并且在目前无法实现高精度的GPS定位。

第二，精密单点定位基本能够满足1:2000比例尺地形图控制的精度要求，适用于长输管道等线路的控制测量。但对于大比例尺地形图的控制测量，该精度还无法满足。

第三，SS28号点位附近有部分树木遮挡，导致能跟踪的卫星颗数相对较少，卫星图形较差并且容易发生周跳现象。因此精密单点定位卫星观测必须选择附近基本无遮挡的位置。

第四，在遮挡较多地区定位精度的不理想造成了精密单点定位应用的局限性。但随着北斗和伽利略卫星定位系统的形成，精密单点定位将会在工程应用中占有一席之地。

摘要：精密单点定位采用精密星历和卫星钟差产品利用双频观测值组合方法以及对流层延迟模型改正等方法消除非差模型中的主要误差,为无基站单台双频GPS接收机作业提供了可能,将颠覆GPS测量的传统作业模式。

关键词：精密单点定位,精密星历,钟差改正,对流层延迟模型

参考文献

[1].J.F.Zumberge,M.B.Heflin,D.C.Jefferson,M.M.Watkins,and F.H.Webb.Precise point positio2ning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks[J].Journal of Geophysical Research,1997

[2].李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2005

篇4：GPS水准拟合的原理与方法探讨

关键词：大地高；正常高；高程异常；高程拟合

前 言

GPS直接获取的高程为GWS-84椭球的大地高，而我国高程系统应用的是水准测绘的正常高系统，因两高程系统间的高程异常难以直接获取，如果能够解决高程异常值难以直接获取的难题，充分发挥GPS三维测量的优势，GPS技术的利用效率将大大提高。目前我们应用较多的是建立数学模型模拟椭球面，利用几何方法来获取高程异常值。

1 GPS高同正常高的关系

大地高是以地球椭球面为基准的高程系统，一般用H表示，GPS测量可以得到高精度的相对于WGS-84椭球面的大地高差，如果已知GPS网中的某点的大地高，则其他各点的大地高也可以精确计算。我国规定采用正常高高程系统作为我国高程的统一系统，由地面点沿通过该点的的铅垂线至似大地水准面的距离就是该点的正常高，通常用Hr表示。似大地水准面同地球椭球面的距离，称为高程异常，记为ζ。因此，在实际测量过程中就必须将GPS大地高转换为正常高，以满足各项测量任务的需要。

高程系统的定义如图1所示，当给定参考基准后，地面上某点的大地高H、正常高Hr、高程异常ζ的关系如下：

将GPS大地高转换为正常高的常用方法是在测区内均匀地布设若干个同时具有GPS大地高和正常高的点（已知点），可以求出已知点的ζ，用拟合方法可推出GPS网中未进行水准测量点的ζ，从而可以确定它们的正常高，这种几何方法称为GPS高程拟合法。如果用拟合法求定的大地水准面或高程异常有足够的精度，则GPS水准在一定范围内代替低等级的水准测量。

2 几种常用的GPS高程拟合方法

高程拟合方法的基本思路是：在GPS网中联测一些水准点，然后利用这些点上的正高和大地高求出它们的高程异常值，再根据这些点上的高程异常值与坐标的关系得到数学模型：

在（2）式中，将已知点的GWS-84大地高及相应的水准高程代入，利用最小二乘的方法可拟合出测区的似大地水准面，利用拟合出的似大地水准面内插出其他GPS点的高程异常，从而求出各个未知点的正常高。我们常用的几高程种拟合方法如下：

针对一次多项式拟合方法进行详细阐述，利用已知点上GPS测定的大地高同水准测量的正常高代入（4）式计算该点的高程异常ζ，存在一个这样的点就可以列出一个方程：

3 工程样例分析

为了有比较说明问题，我们选取了两个有代表性的工程项目进行比较分析。工程一，某工程，三面环海，一面是山，土地沙化严重，交通不便，属山地地形，起伏变化较大。工程二，某工业园土方量测绘项目，占地面积约1500亩，地形以魚塘为主，房屋稀少，交通较为便利，地势平坦起伏变化不大。以上两个项目均在其GPS控制网点上联测水准，在GPS控制网平差中进行了WGS-84三维约束平差，得到了点位的WGS-84椭球的大地高（见表1）。

利用一次多项式拟合方法，在工程一中选取出IV05、GS01、GS02、GS03为已知点；在工程二中选取II02、II04、II09、II10、II11为已知点，分别求代入（9）式求取各工程测区的a0、a1、a2后计算各点的拟合正常高（见表2）。因各点均联测水准，可近似将水准高视为真值，同GPS拟合高程相比较。由表2可以看出在工程一中拟合高程同水准高程相差比较大，均在20cm以上，平均中误差为25cm，说明在山区、丘陵地区高程异常变化较大应用该方法需慎重；在工程二中GPS拟合高程同水准高程相差比较小，绝大多数点高程较差都在10cm以内，中误差为7.3cm，说明在地势平坦地区可以用GPS拟合高程代替低等级的水准高程。

4 结 论

针对几何的高程拟合通过上述工程案例分析，我们应该注意到以下几点：

第一，几何算法的高程拟合，在高程异常变化比较平缓的平原地区适应，对于高程异常变化教大的山区、丘陵地区这种方法的可靠度有限，使用应慎重。

第二，高程异常已知点通常是用水准观测正常高，利用GPS测量测定大地高。高程异常已知点数量选取应考虑有一个以上多余观测量。零次多项式有1个未知数考虑一个以上多余观测量，因此已知点应选2个以上；一次多项式有3个未知数考虑一个以上多余观测量，因此已知点应选4个以上；二次多项式有6个未知数考虑一个以上多余观测量，因此已知点应选7个以上。

第三，高程异常已知点的选取数量应尽量多，分布要求均匀，并且能够将整个测区包围，在地形起伏变化处应适量增加高程异常已知点。

篇5：GPS原理与应用 选择题

2.我国在1978年以后建立了1980年国家大地坐标系，采用的是1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会的推荐值，其长半径和扁率分别为（A）。A、a=6378140、α=1/298.257 B、a=6378245、α=1/298.3 C、a=6378145、α=1/298.357 D、a=6377245、α=1/298.0 3.我国西起东经72°，东至东经135°，共跨有（D）个时区，我国采用东8区的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。A、2 B、3 C、4 D、5 4.双频接收机可以同时接收L1和 L2信号，利用双频技术可以消除或减弱（C）对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。

A、对流层折射 B、多路径误差 C、电离层折射 D、相对论效应 5.GPS卫星信号取无线电波中L波段的两种不同频率的电磁波作为载波，在载波L2上调制有（A）。

A、P码和数据码 B、C/A码、P码和数据码C、C/A和数据码 D、C/A码、P码 6.在定位工作中，可能由于卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫（A）。A、整周跳变 B、相对论效应 C、地球潮汐 D、负荷潮

7.我国自行建立第一代卫星导航定位系统 “北斗导航系统”是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统，它由（B）组成了完整的卫星导航定位系统。

A、两颗工作卫星 B、两颗工作卫星和一颗备份星 C、三颗工作卫星 D、三颗工作卫星和一颗备份星 8.卫星钟采用的是GPS 时，它是由主控站按照美国海军天文台（USNO）的（D）进行调整的。在1980年1月6日零时对准，不随闰秒增加。

A、世界时（UT0）B、世界时（UT1）C、世界时（UT2）D、协调世界时（UTC）9.在进行GPS—RTK实时动态定位时，需要计算在开阔地带流动站工作的最远距离，已知TRIMMRKⅡ（UHF）数据链无线电发射机天线的高度为9m，流动站天线的高度为2m，则流动站工作的最远距离为（A）。

A、18.72m B、16.72m C、18.61m D、16.61m 10.基准站GPS接收机与TRIMMRKⅡ（UHF）数据链无线电发射机之间的数据传输波特率为（D）。

A、4800 B、9600 C、19200 D、38400 1.（）年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功，标志着人类进入了空间技术的新时代。

1961 1957

1972

1947 2.美国海军导航卫星系统是美国第一代卫星导航系统，由于该系统卫星轨道都通过地球极点，故也称（）卫星系统。

子GPSGLONASS

NAVSAT 1

3.GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及3颗备用卫星组成，它们均匀分布在（）个相对与赤道的倾角为55°的近似圆形轨道上。36

4..GPS工作卫星的主体呈圆柱形，整体在轨重量为843.68㎏，它的设计寿命为（）年，事实上均能超过该设计寿命而正常工作。

10157.59 5..GPS定位是一种被动定位，必须建立高稳定的频率标准。因此每颗卫星上都必须安装高精确度的时钟。当有1×10-9s的时间误差时，将引起（）㎝的距离误差。

1003080

6..GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离（）交会的方法，确定待定点的空间位置。

后方前方侧方

方向线

7..当地球自转360°时，卫星绕地球运行两圈，环绕地球运行一圈的时间为11小时58分。卫星在天空中的可见时间约为（）。

7小时8小时

5小时

6小时

8.在卫星大地测量中常用的坐标系是（）。

地心坐标系参心坐标系

9.现在，我国使用的大地坐标系除1954年北京坐标系外还使用（）坐标系。

WGS-841980年国家大地

10.我国大地坐标系的原点设在（）。

山东省青岛市

陕西省泾阳县

11..我国采用（）区的区时作为统一的标准时间，称为北京时间。

东8东9 12..计量原子时的时钟称为原子钟，常用的有铯原子钟、铷原子钟和氢原子钟三种，国际上是以（）原子钟为基准的。

铯铷

13.协调世界时的秒长采用（）的秒长，时刻采用世界时的时刻。所以严格地讲，这不是一种时间系统，而是一种使用方法。

历书时原子时

14..卫星钟采用的是 GPS时，它是由主控站按照美国海军天文台（USNO）的协调世界时（UTC）进行调整的。在（）年1月6日零时对准，不随闰秒增加。

19801985 15..1884年在美国华盛顿召开的国际会议决定采用一种分区统一时刻，把全球按经度划分为（）个时区，每个时区的经度差为15。

24 16..当GPS定位确定了测站点的大地高H后，可按h=H-N求出该点的正高h，式中N为该点的WGS-84大地水准面（）。

差距偏差

17.GPS工作卫星的地面监测部分由一个主控站,（）个注入站和五个监测站组成。

三 四

18..GPS卫星定位是以（）定位原理进行工作的，GPS卫星最根本的作用就是向用户发送用户所需要的信号和电文。

主动 被动

19.在对卫星所有作用力中,（）的引力是最重要的。若将引力视为1，则其它

-5作用力均小于10。

地球重力场 日月引力

20..确定卫星运动的椭圆轨道至少需要两个参数，一个是轨道椭圆的长半径、一个是（）。

扁率 偏心率

21..GPS定位是依据GPS卫星的（）位置为起算基准的。

已知瞬时 已知轨迹

22..开普勒第二定率表明,卫星的地心向径在相同的时间内所扫过的（）相同。

弧长 面积

23..GPS的导航电文主要包括卫星星历、时钟改正、电离层延时改正、工作状态和C/A码信息。所以导航电文又称为数据码，即（）。

P码 D码

24.在GPS单点定位中，至少需要同时观测（）颗卫星。5 25..静态相对定位采用的定位方法是（）。

伪距法 载波相位测量法

26..利用GPS进行定位有多种方式，如果就用户（）所处的状态而言，定位方式分为静态定位和动态定位。

接收机天线 接收机

27..单点定位就是独立确定待定点在坐标系统中的绝对位置，其定位结果属于（）坐标系统。

地方坐标系 WGS-84 28.（）法定位是利用全球定位系统进行低精度测量及导航的最基本方法。它的优点是速度快、无多值性问题，利用增加观测时间可以提高定位精度，足以满足部分用户的需要。

伪距 载波相位

29.在进行GPS 测量时，观测量中存在着系统误差和偶然误差。其中（）影响尤其显著。

偶然误差 系统误差

30..在定位工作中，可能由于卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫（）。

整周跳变 信号漂移

31.差分的数据类型有伪距差分、坐标差分和相位差分三类。其中RTK技术采用（）。

伪距差分 相位差分

32.GPS卫星星座配置有（D）颗在轨卫星。

A 21 B.12 C.18 D.24 33.UTC是指（C）。

A.协议天球坐标系 B.协议地球坐标系 C.协调世界时 D.国际原子时 34.SA政策是指（D）。

A.紧密定位服务 B.标准定位服务 C.选择可用性 D.反电子欺骗

35.GPS定位中，信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和（A）影响。

A.多路径效应 B.对流层折射 C.电离层折射 D.卫星中差 36.双差观测方程可以消除（D）。

A.整周未知数 B.多路径效应 C.轨道误差 D.接收机钟差 37.C/A码的周期是（A）。

A.1ms B.7天 C.38星期 D.1ns 38.在GPS测量中，观测值都是以接收机的（B）位置为准的，所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。

A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心 D、高斯投影平面中心 39.GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据，采用（A）的方法，确定待定点的空间位置。

A、空间距离后方交会 B、空间距离前方交会 C、空间角度交会 D、空间直角坐标交会

40.根据GPS定位原理，至少需要接收到（B）颗卫星的信号才能定位。

A、5 B、4 C、3 D、2 41.在以下定位方式中，精度较高的是（C）。

A、绝对定位 B、相对定位 C、载波相位实时差分 D、伪距实时差分 42.GPS技术给测绘界带来了一场革命，下列说法不正确的是（A）

A利用GPS技术，测量精度可以达到毫米级的程度

B、与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着测量精度高的优点 C、GPS技术操作简便，仪器体积小，便于携带

D、当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测等领域 43.与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是（C）

A测量精度高，操作复杂 B、仪器体积大，不便于携带

C、全天候操作，信息自动接收、存储 D、中间处理环节较多且复杂 44.GPS测量中，在测区中部选择一个基准站安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟。该作业模式是（B）

A、经典静态定位模式 B、快速静态定位 C、准动态定位 D、动态定位 45.GPS卫星信号的基准频率是多少？（B）

A 1.023MHz B 10.23 MHz C 102.3 MHz D 1023 MHz 5

46.周跳产生的原因（）

A建筑物或树木等障碍物的遮挡 B、电离层电子活动剧烈 C、多路径效应的影响 D、卫星信噪比(SNR)太高 47.以下哪个因素不会削弱GPS定位的精度（D）

A晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点置于树荫下进行观测 B.测站设在大型蓄水的水库旁边 C.在SA期间进行GPS导航定位 D.夜晚进行GPS观测

48.地球在绕太阳运行时，地球自转轴的方向在天球上缓慢地移动，春分点在黄道上随之缓慢移动，这种现象称为（A）。

A、岁差 B、黄赤交角 C、黄极 D、黄道 49.GPS目前所采用的坐标系统，是（）。B A WGS-72系 B)WGS-84系 C)西安80系 D)北京54系

50.广域差分主要是为了削弱这些误差源，它们分别是大气延时误差、卫星钟误差（）。A A 星历误差 B)接收机误差 C)电离层误差 D)系统误差

1.GPS卫星之所以要发射两个频率的信号，其主要目的是为了 B。A、消除对流层延迟 B、消除电离层延迟 C、消除多路径误差 D、增加观测值个数

2.组成宽巷观测值（wide lane）的主要目的是为了 C。

A、消除电离层延迟 B、提高定位精度 C、便于确定整周模糊度 D、检核

3.未经美国政府特许的用户不能用 D来测定从卫星至接收机间的距离。A、C/A码 B、Ll 载波相位观测值 C、载波相位观测值 D、Y码

4.利用广播星历进行单点定位时，所求得的站坐标属于 C。

A、1954北京坐标系 B、1980年西安坐标系 C、WGS-84 D、ITRF

5.在一般的GPS 短基线测量中，应尽量采用 C。

篇6：gps原理及应用与简介

《GPS原理与应用》教学模式的探讨

GPS技术的应用越来越广泛.本文试图以课程的.最终教学目的为着眼点,以课程的特殊性和现有的实际条件出发,对规范课程理论教学和实践教学的模式加以分析和探讨,并对课程的模式提出作者的见解,以提高此课程的实际教学效果.

作 者：徐双卿 张心平孙艳京 XU Shuang-qing ZHANG Xin-ping SUEN Yan-jing 作者单位：中国农业大学水利与土木工程学院,北京,100083刊 名：北京测绘英文刊名：BEIJING SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：“”(3)分类号：P228关键词：GPS 教学模式 教学效果

篇7：压力传感器原理与应用知识简介

一、压力相关概念

压力：流体介质垂直作用于单位面积上的力称为“压强”，在工程技术上一般称它为“压力”，其法定计量单位为帕斯卡，简称帕（符号为Pa）。

1、绝压：以绝对真空（零压）为基准来表示的压力（PA）。

2、差压：两处的压力差值（PD=P1-P2）

表压：以实际大气压为基准来表示的压力（PG）。当P2为大气压时，PG等于PD。

密封压：以标准大气压为基准来表示的压力（PS）。当实际大气压等于标准大气压时，密封压等于表压，所以密封压是表压的一个特例。负压：小于实际大气压时的表压力（也叫真空压），负压也是表压的一个特例。

二、压力传感器

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。

1、应变片压力传感器

力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。

在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D 转换和CPU）显示或执行机构。

金属电阻应变片的内部结构由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。

电阻应变片的工作原理

金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：R=ρ×L/S

式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω。cm2/m）

S ——导体的截面积（cm2）

L ——导体的长度（m）

我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。

2、陶瓷压力传感器

抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥（闭桥），由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0 ～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。

陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40 ～135 ℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。

3、扩散硅压力传感器

工作原理被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

扩散硅广泛应用在表压、绝对压力、差压（流量）、液位变送器及压力开关中。

4、蓝宝石压力传感器

利用应变电阻式工作原理，采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。

蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性（1000 OC 以内），因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n

漂移，因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。

用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器，可在最恶劣的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。

表压压力传感器和变送器由双膜片构成：钛合金测量膜片和钛合金接收膜片。印刷有异质外延性应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片，被焊接在钛合金测量膜片上。被测压力传送到接收膜片上（接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起）。在压力的作用下，钛合金接收膜片产生形变，该形变被硅-蓝宝石敏感元件感知后，其电桥输出会发生变化，变化的幅度与被测压力成正比。

传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电，并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出（0-5，4-20mA或0-5V）。在绝压压力传感器和变送器中，蓝宝石薄片，与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起，起到了弹性元件的作用，将被测压力转换为应变片形变，从而达到压力测量的目的。

5、电容式压力传感器

利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器。它一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

单电容式压力传感器

它由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形，从而改变电容器的容量，其灵敏度大致与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。另一种型式的固定电极取凹形球面状，膜片为周边固定的张紧平面，膜片可用塑料镀金属层的方法制成。这种型式适于测量低压，并有较高过载能力。还可以采用带活塞动极膜片制成测量高压的单电容式压力传感器。这种型式可减小膜片的直接受压面积，以便采用较薄的膜片提高灵敏度。它还与各种补偿和保护部以

及放大电路整体封装在一起，以便提高抗干扰能力。这种传感器适于测量动态高压和对飞行器进行遥测。单电容式压力传感器还有传声器式（即话筒式）和听诊器式等型式。

差动电容式压力传感器

它的受压膜片电极位于两个固定电极之间，构成两个电容器。在压力的作用下一个电容器的容量增大而另一个则相应减小，测量结果由差动式电路输出。它的固定电极是在凹曲的玻璃表面上镀金属层而制成。过载时膜片受到凹面的保护而不致破裂。差动电容式压力传感器比单电容式的灵敏度高、线性度好，但加工较困难（特别是难以保证对称性），而且不能实现对被测气体或液体的隔离，因此不宜于工作在有腐蚀性或杂质的流体中。

6、压电压力传感器

压电式传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。

现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

压电效应是压电式传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

压电式传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇

航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。

篇8：gps原理及应用与简介

本文依据GPS技术的发展趋势并结合笔者近年的教学实践, 针对目前测绘工程专业教学中存在的一些问题和不足进行了探讨。

目前, 国内武汉大学等一些高校都开设“GPS原理及应用”和“GPS测量与数据处理”两门课程, 由于学时有限, 西安科技大学测绘科学与技术学院在测绘工程专业仅开设了“GPS原理及应用”课程, 对如何在有限的学时内让学生更好地掌握这门课程的内容, 同时提高实践操作能力, 需要进一步研究。本文根据从事GPS教学3年的实践经验, 对该课程在教学内容、实践环节及考核方式方面进行了相关探讨。本课程是测绘工程专业的一门专业基础课, 本课程的目标是通过本课程的理论学习及实践教学, 使学生掌握GPS导航定位的基本原理、作业模式和操作方法, 使学生具有较为坚实的理论基础和较强的动手能力, 以满足今后专业课程学习的需要, 为学生毕业后参加生产作业和科学研究打下坚实基础。

1. 课程的开设情况

“GPS原理及应用”是测绘工程专业的专业必修课, 开设于第4学期, 总学时为58, 其中课内讲授48学时, 课内实践10学时。测绘工程专业的学生在学习“数字测图原理与方法”和“误差理论与测量平差基础”后学习这门课程, 该门课程的开设不仅使学生掌握基本仪器的操作、GPS数据的采集方法以及利用相关数据解算软件对采集的数据进行处理, 而且利用GIS软件对采集的GPS数据进行处理分析, 拓宽学生的知识结构, 加强学生实践技能的培养。

2. 教材的选取

目前, 国内出版的“GPS原理及应用”课程相关教材有十余种, 考虑到专业实际, 我们选用的是武汉大学李征航教授编著的《GPS测量与数据处理 (第二版) 》, 该教材在介绍GPS卫星测量基本原理、误差来源、技术设计与数据处理的基础上, 对GPS测量数据处理进行了详细的论述, 是国内最好的GPS教材之一。

3. 课程体系的构建

该课程涉及的知识点众多, 要在有限的学时内使学生不仅很好地掌握GP相关的基本概念和原理, 更要加强其实践能力的培养。为此, 结合专业实际, 在实际教学过程中对该课程教学内容进行了研究和取舍, 授课内容及课时分配如表1所示。

为了加深学生对课程内容的理解与记忆, 在授课期间需要布置一定数量的作业并及时安排辅导答疑。作业和辅导应结合基本概念、基本理论、基本方法等基本知识的教学安排, 每个知识点应至少布置一次作业, 重点辅导答疑1次;课程结束时应布置一个至少包含三个知识点的综合性大作业, 该作业成绩占平时成绩的50%。

4. 实践教学

“GPS原理与应用”是一门理论与实践结合较为紧密的课程, 在讲授基本理论与基本知识的同时, 必须重视实验课的教学。其目的是通过实验环节使学生掌握GPS卫星定位技术的基本原理、GPS接收机的基本操作知识, 能够利用GPS接收机进行实际作业, 并能够比较熟练地运用随机软件和网平差软件进行GPS测量数据的处理与分析。通过课程实习, 使学生掌握GPS接收机以及数据平差软件的使用, 了解根据GPS定位的特点来测定工程控制网的过程, 它和常规工程控制网的不同点和相同点, 熟练掌握利用GPS进行地形测量和工程放样, 使所学理论知识与实践相结合, 巩固和加深对新知识的理解, 增强学生的动手能力, 培养学生分析问题、解决问题的能力。

“GPS原理与应用”课程共安排10学时的课内实践教学, 通过实践性教学, 使学生掌握静态GPS接收机的操作及数据采集方法, 熟练利用LGO (Leica Geo Office) 、TBC (Trimble Business Center) 和HDS2003等GPS数据处理软件进行GPS基线解算和GPS网平差的过程。

在实践教学中, 将GPS实习与“工程测量学”中工程测量实习结合起来, 进行为期3周的校外实习, 其中GPS控制测量部分, 布设了西安科技大学临潼实习基地E级GPS控制网, 控制范围覆盖整个临潼城区。要求学生进行观测计划的制订、数据采集、下载数据后进行数据解算。各个环节均按照规范的要求。通过实习使学生系统地掌握GPS的作业过程, 提高了在实际工作中分析和解决问题的能力。为期3周的实习结束后, 学生以组为单位提交以下成果:GPS技术设计书、点位坐标成果、图件资料, 以检查学生的实习情况。

5. 考试考查

该课程的总评成绩采取期末考试成绩和平时成绩结合的形式, 总评成绩=考试成绩 (70%) +平时成绩 (30%) 。平时成绩包括考勤、作业和实验成绩, 而实验成绩从学生实习态度、仪器操作熟练程度和实验报告等三个方面进行考核。期末考试题型分别为填空题 (30分) 、选择题 (10分) 、名词解释 (20分) 、简答 (20分) 、综合设计题 (20分) , 综合设计题一般针对某一个工程实际进行GPS网的网形设计并制订GPS观测计划, 考试时间为120分钟。要求学生既要掌握GPS系统的基础理论, 又在理解的基础上综合运用所学知识解决实际生产问题。

6. 结束语

“GPS原理及应用”是测绘类的一门核心专业课程, 涉及的知识面较宽, 课程内容较多, 实践性很强, 因而其教学方法一直受到高度重视。本文结合笔者近几年的授课实践, 以西安科技大学测绘工程专业培养方案为例, 结合当前GPS技术的最新发展趋势, 就教材选择, 教学内容的合理安排, 实践教学, 考试考查等问题进行了深入探讨, 期望进一步促进该课程的教学改革, 培养更多的综合素质高、业务能力强、具有较强创新意识和团队精神的工程技术人才。

摘要：结合当前GPS技术迅速发展的趋势, 以西安科技大学测绘工程专业培养方案为例, 针对目前“GPS定位原理与应用”课程教学中的不足, 从教学内容优化、教学手段丰富、实践教学改进和考试考核方式等方面对GPS课程教学改革进行探讨, 为测绘工程领域工程技术人才奠定坚实基础。

关键词：GPS,教学实践,教学改革

参考文献

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[2]黄声享, 陈晶晶, 李夏至.GPS测量实践教学的尝试[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (03) :121—123.

[3]焦明连, 周立.测绘工程专业卓越工程师教育培养模式的研究[J].测绘通报, 2012 (01) :102—104.

[4]李天文, 吴琳, 龙永清.地理信息系统专业开设“GPS原理及应用”课程的思考[J].高等理科教育, 2005 (04) :105—108.

[5]李征航, 黄劲松.GPS测量与数据处理 (第二版) [M].武汉:武汉大学出版社, 2010.

[6]吴继忠, 李明峰, 刘三枝.“GPS定位技术及其应用”课程实践教学体系的构建[J].全球定位系统, 2007 (03) :38—41.

[7]吴学伟, 周国君.GPS原理与应用课程教学与实践探讨[J].测绘与空间地理信息, 2008, 31 (05) :89—94.

篇9：gps原理及应用与简介

课程名称:GPS应用

论文题目:GPS原理及其在出租车行业的应用 姓名:徐安琪

学号:101201121

所在学院:外国语学院

篇10：远程GPS及温度监控系统简介

一、概述：

监控系统由数据服务器（监控中心）、数据采集设备组成。数据采集设备集成了GPS定位模块、温度采集模块，GPRS无线数据传输模块、显示及报警模块等。数据服务器是一个数据接收和处理的网站平台。数据采集设备当前的时间、温度、行驶方向、行驶速度、所在位置的经纬度，通过GPRS远程传输到数据服务器，客户只要通过一台能上网的电脑登陆到指定的网页，就能实时看到设备在地图中的位置、历史轨迹，温度数据等。

二、监控中心平台的主要功能：

1、接收设备发来的数据，生成报警信息，保存到数据库。

2、可显示实时位置、运行轨迹、温度；查询温度历史数据、历史曲线、报警信息等。

3、可管理子账户、设备等。

三、监控中心平台的硬件要求：

1、如果有固定的IP地址，只需一台运行WIN2003的服务器（电脑），可自组平台。

2、也可以租用远程的服务器，大概一年费用5000左右。

3、为了方便客户使用，我公司提供一个监控平台，用户可登陆我们的平台查询数据，我们每年收取少量的服务费。

四、采集设备的主要功能：

1、采用ABS工程塑料外壳，具有较佳的防水防潮性能。

2、可接入1-8个数字化DS18B20温度探头，测量精度高，无须校准。

3、单色点阵液晶屏显示，可外接蜂鸣器。

4、可设置上下限，超过上下限值，触发报警。

5、按设定起止时间、设定的时间间隔，自动上传数据。

6、也可以根据客户要求的方式（如超过上下限），上传数据。

7、当网络连接不上时，可保存数据，当网络建立连接后，自动上传。

8、设备采用直流12V供电，可采用锂电池、或铅蓄电池供电。

9、如果客户有特殊要求，我公司可定制设备。

五、资费情况：

1、必须是移动或联通的卡，5元30M的套餐足够使用。

篇11：gps原理及应用与简介

关键词：GPS,矿山测量,工作原理,应用技术,地形测图

1 前言

传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测, 费工费时, 要求两点间通视, 且精度分布不均匀, 外业测量时不知精度如何。而采取GPS RTK进行控制测量, 能够实时知道定位精度, 当点位精度满足要求了, 很快便可以采集所需要点的坐标值。在测量工程中第一步是确定现有已知点和定出起始点。GPS测量容易比较3个点之间的坐标差而不是角度和距离, 用坐标差值来检核起始点。以前的测量中选定至少3个控制点作为已知点来确定这些点的可靠性。当用GPS测量时, 确定起始点就能够检验现有已知点间的关系和可靠性;它能在GPS参考框架WGS一84坐标系和当地的国家坐标系之间建立重要的联系 (GPS设备具有现场坐标系的转换功能) 。

利用以往传统矿山测量工作需要多次的搬站, 操作过程复杂、相互制约, 适应性差, 致使误差累计, 降低精度。利用GPS能在快速动态初始化下实时计算出系统坐标并将坐标直接记录保存, 无需通视、相互联系各自独立, 快速、准确的得到测量结果。GPS作业有着极高的精度与工作效率及质量, 更不受人为因素的影响。

GPS设备的缺点:采集测点时GPS依赖于可见到的卫星, 在开阔地区, 信号失锁问题不会出现。随着GPS测量的进行, 接收机可能被迫放弃对卫星的自动跟踪, 这就会迫使接收机重新初始化, 需要重新观测每一个新的坐标点, 作为野外检核。在露天采场底部遮蔽地带使用会受到一些限制, 它不能精确的进行角度和悬空测量。为此, 还需要全站仪等测量工具配合。辅助相应的软件, 充分发挥GPS与全站仪各自的优势。在GPS测量应用领域应进一步完善其测量规程和国家GPS鉴定标准。

2 GPS技术的发展现状及工作原理

全球定位系统GPS (Global Positioning System) 是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统, 具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能, 为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

随着俄罗斯的全球导航卫星系统 (GLONASS) 的不断完善, 利用GLONASS来改善GPS性能的双星座系统 (GLONASS+GPS) 已由美国研制成功, 这种高精度的系统为用户提供了更完善的接收设备。

(1) 根据算法模型, 设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量;快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量;而RTK测量以其快速实时, 厘米级精度等特点广泛应用于数据采集 (如碎部测量) 与工程放样中。对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。

(2) GPS RTK的工作原理。利用差分技术来完善GPS定位功能。差分GPS定位技术是用2台或2台以上的GPS接收机同时接收卫星信号, 其中一台安置在已知坐标点上作为基准站 (基准站可安置在任意位置) , 其他的用来测定未知的坐标-移动站。工作原理是基准站根据改正点的准确坐标求出到卫星的距离的改正数并将这一改正数发给移动站, 移动站接收到这一改正数来改正其定位结果。

(3) RTK利用载波相位差分技术, 实时处理测站载波相位观测量的差分方法。RTK在定位时要求基准站接收机实时地把观测数据 (如伪距或相位观测) 以及已知数据 (如基准站坐标) 实时传给移动站, 移动站快速求解周模糊度, 在观测到卫星后, 可以实时地求解出厘米级的动态位置。与传统测量相比, RTK技术受通视条件、能见度、季节等因素的限制较小。RTK只需要满足电磁波通视, 便可以快速的、高精度的定位作业。

3 GPS的实施与应用分析

国家或区域性的高精度三维国家大地测量GPS控制网, 相邻点的距离从数百千米至数千千米, 以确定国家大地坐标系与世界大地坐标系的转换参数, 为地学和空间科学等方面的科学研究工作服务, 或研究地区性板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是局部性的GPS控制网, 包括矿区GPS网或其他工程GPS网。网中相邻点间距为几千米至几十千米, 主要是为矿山生产或专项工程建设服务。

3.1 矿区控制网布设

自70年代以来, 许多测绘部门先后在该地区布设不同等级控制网, 高程系统及坐标系不在同一起算源与同一期网。矿山坐标系 (3°带北京54坐标系) 与当地公路铁路及城市规划局坐标系各自独立, 在各种管网给排水管道施工、征地放样工作中因坐标及高程系统不统一, 难以满足精度测量施工放样要求。为此, 我们采用在高等级的基础上全面布GPS网, 选取原有地面国家控制点4个且在网中分布均匀, 确定GPS网与地面网两者转换参数。通过独立观测边构成闭合图形, 以增加检核条件提高网的可靠性

3.2 GPS RTK在矿山工程测量的应用

在矿山坐标系GPS网的控制下测量计算出与公路高程系统差值、及与市规划局独立坐标系的转换参数。

(1) 采剥现状与地形测量。过去测地形图时先要在测区范围建立控制点及图根点, 然后在图根控制点上架全站仪或经纬仪配合小平板测图。后来发展到外业用全站仪和电子手薄配合地物编码, 用大比例测图软件来进行测图, 都要求在测站上测四周的地物地貌等碎部点, 这些碎部点都必须与测站通视, 而且至少要求2~3人操作, 在拼图时一旦发现出错还得到野外去重测。现在采用RTK, 在一般的地形地势下, 设站一次即可测完以10多公里为半径的测区, 大大减少传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数, 仅需一个操作, 在地形地貌碎部点上待12s, 可以得到该点的三维坐标值。同时输入地物编码, 在测量过程中实时知道点位精度, 这样使作业速度加快, 节省了外业费用, 也提高了劳动效率。RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级, 并且误差没有累加, 数据安全可靠。当一个测区测完后回到室内, 由成图软件通过接口, 就可以绘制输出所需求的地形图。

(2) 钻孔、征地边界、境界线等工程放样。把设计好的点位在实地标定出来, 用常规的放样如经纬仪交会放样, 全站仪的边角等, 一般要放出一个设计好的点时, 往往需要来回移动目标, 而且要2~3人操作, 同时在放样过程中还要求点间通视情况良好, 有时放样过程遇到困难的情况要借助于很多方法才能放样, 如距离较远时还必须支测点, 从而使误差累加影响放样点的精度。

(3) 土方工程量验收测量。徕卡GPS配合南方成图软件形成管理一体化数据链, 减少数据转抄、输入等中间环节并实现CAD化。测量2~4s/点 (精度2~3cm) , 4~5人在4d时间内可完成8.8km月采剥工程平面图的数据采集、填绘更新工作。月底采集碎部点位超过5000测点, 现有人员用以往测量仪器无法实现大型露天矿月工程量验收的需要。目前正在考虑建立单基站CORS系统实现无人值守, 用VRS技术提供GPS实时测量数据服务, 满足非荫蔽区工程测量等项要求且连续可靠。随着周围相邻地级市单位单基站系统的建立, 可共同组网, 提高系统覆盖范围和精度, 轻松升级成多基站CORS系统。

4 结束语

随着国家经济发展, 空间大地测量技术越来越受到重视, 与此同时测量的方法与测量的仪器也有了质的变化。世界所有需要导航、定位的用户, 都被GPS的高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活所吸引。GPS在我国的应用从少数科研单位和军事部门迅速扩展到各个领域。GPS的广泛应用改变了测量行业的传统工作方式, 突破了经典测量中的种种限制, 达到全天候采集和不受空间通视条件等限制, 尤其是在大型露天测量工作中更体现其独特优越性。

参考文献

[1]杨德麟, 等.大比例尺数字测图的原理、方法与应用[M].